正常
两行编译旗子砍掉 64% 固件：-ffunction-sections 的函数粒度回收实录
引言：一个反直觉的起点
libestdx 的链接脚本里一直挂着 -Wl,--gc-sections——"链接器垃圾回收"看起来早就开了。可当我们给日志模块接构建、顺手把各示例固件的体积记成基线时，数字很平静：blinky 稳定在 5500 字节。问题在于，--gc-sections 开着却几乎无事可做，因为它的回收粒度是 section，而默认布局下整个 .o 文件的代码挤在一个 .text section 里——只要这个对象文件里有任何一个函数被引用，全部函数一起进固件。STM32 的 HAL 驱动文件动辄几十个函数，真正用到的可能只有三五个，剩下的就这么陪着进了 flash。
让 --gc-sections 真正开始干活，只需要两行编译旗子：
cmake
set(MCU_FLAGS "-mcpu=cortex-m3 -mthumb -ffunction-sections -fdata-sections")1
机制：把"房间"隔成"格子"
-ffunction-sections 让编译器把每个函数放进自己的 section（-fdata-sections 对数据同理）。链接器做垃圾回收时，从入口点和 KEEP 标记的 section 出发沿引用链可达性分析，函数粒度地丢弃不可达的格子。GNU ld 手册和各家工具链文档对这套配合的描述是一致的（GNU ld 文档，Microchip 的 function-sections 说明）；两个工程注意点也记录在案：向量表等关键 section 需要 KEEP() 或 SHF_GNU_RETAIN 保护（AdaCore 文档，MaskRay 的分析），以及被回收 section 的调试信息残留问题（LLVM 论坛讨论）。
实测：五个固件的瘦身账
动手前先记基线——这是本文的第一个方法论点：改构建旗子之前，把每个产物的 arm-none-eabi-size 存档，改完对比。没有基线的"优化"是玄学。
| 固件 | 基线 (text) | 加旗子后 | 变化 |
|---|---|---|---|
| blinky | 5500 | 3468 | −37% |
| gpio_example | 5500 | 3468 | −37% |
| led_example | 5520 | 3476 | −37% |
| button_example | 5552 | 3484 | −37% |
| uart_example | 15268 | 5476 | −64% |
blinky 只用 HAL_Init/HAL_Delay，但链接进来的 stm32f1xx_hal.c 等对象文件里的其余 HAL 函数全被拖进来——现在它们整格被回收。uart_example 最惨烈也最受益：UART 相关 HAL、RCC 细分路径里一半的函数根本没被走到，15268 → 5476，砍掉近 10KB。
坑：toolchain 文件改了，为什么数字一个没变
第一次改完 MCU_FLAGS 重新 cmake --build，五个固件的体积和基线逐字节相同——旗子根本没生效。原因是 CMake toolchain 文件里的 CMAKE_C_FLAGS_INIT 系列只在 build 目录首次配置时写入缓存，之后对 toolchain 文件的修改不会传播到已有的 CMAKE_C_FLAGS。验证方法很直接：查 build/CMakeCache.txt 里的 CMAKE_C_FLAGS:STRING，看到的还是旧值。解法是删掉 build 目录重新配置。这个坑的教训值得写进任何项目的构建文档：改 toolchain 文件 = 重新配置，不是增量构建。
顺手再补一发 -ffile-prefix-map=${CMAKE_SOURCE_DIR}=.（用 $<$<COMPILE_LANGUAGE:C,CXX>:...> 生成器表达式挡住汇编器）：source_location 和 __FILE__ 默认会把构建机的绝对路径烤进固件，每条日志点位都在为 flash 付费；prefix-map 让它们变成相对路径，也是可复现构建的前提。
回归：旗子不能只看体积
回收粒度变细之后，必须确认没把该活着的 section 一起收走。我们跑了两层回归：全量重新构建五个示例（编译/链接零告警零失败），加上 Renode 自动校验 check_uart_renode——串口控制台的欢迎语、命令响应、行编辑、退格全部字节级核对通过。体积优化永远要带着功能回归一起交账。
注意事项与常见错误
| 症状 | 原因 | 解法 |
|---|---|---|
| 加了旗子体积纹丝不动 | toolchain *_FLAGS_INIT 只在首次配置进缓存 | 删 build 目录重配，或手动清 CMAKE_*_FLAGS 缓存 |
| 固件瘦身后起不来/ HardFault | 向量表等关键 section 被回收 | 链接脚本 KEEP() 或 SHF_GNU_RETAIN |
| 调试器跳行错乱 | 被回收 section 的调试信息残留 | 重新生成调试符号；发布构建剥离 |
-ffile-prefix-map 对 .S 报警 | 汇编器不认识该旗子 | 生成器表达式限定 C/CXX |
小结
--gc-sections单独挂着基本是摆设，-ffunction-sections -fdata-sections才把回收粒度降到函数级；- 五个示例实测瘦身 37%–64%，uart 示例砍掉近 10KB——HAL 大对象文件是最大受益者；
- toolchain 文件的修改必须重新配置 build 目录才生效，"数字没变"先查缓存；
- 改旗子前记基线、改完后跑功能回归，两件小事把"优化"变成工程。
这批数据同时是日志模块的启动资金：下一篇文章里，logger 自己的固件也要站在这个被裁干净的基线上量体积。